齲齒的發(fā)病過程要經(jīng)過牙菌斑形成、致齲菌在牙菌斑環(huán)境內(nèi)代謝糖產(chǎn)酸形成多聚糖、酸使牙齒硬組織溶解成洞幾個重要環(huán)節(jié)。
(1)牙菌斑形成:
前面已經(jīng)敘述了牙菌斑形成的復(fù)雜動態(tài)過程。菌斑的基質(zhì)由細菌利用蔗糖合成葡聚糖而成,而一些細菌表面結(jié)合的葡糖基轉(zhuǎn)移酶(GTF)對葡聚糖有很強的親和力,從而形成細菌集聚的基礎(chǔ)。菌斑成熟的關(guān)鍵成分是葡聚糖在細菌與牙面,細菌與細菌之間起橋梁作用,促進細菌對牙面獲得膜的黏附和細菌間的集聚。成熟的菌斑結(jié)構(gòu)致密,滲透性減弱,成為相對獨立的微生態(tài)環(huán)境,有利于細菌產(chǎn)酸,不利于酸的擴散和清除。牙菌斑是細菌生長、繁殖、代謝和衰亡的微生態(tài)環(huán)境,細菌只有形成牙菌斑才能致齲。因此,牙菌斑是齲病發(fā)生的始動因子。
(2)牙菌斑環(huán)境內(nèi)的糖代謝:
細菌在菌斑內(nèi)的糖代謝包括分解代謝和合成代謝。
1)分解代謝:對于齲病有意義的是菌斑的無氧酵解過程。由于菌斑深層缺氧,細菌代謝糖主要通過無氧酵解過程,生成有機酸。菌斑和菌斑液中可以檢測到甲酸、乙酸、乳酸、丙酸、琥珀酸、丙酮酸和丁酸等多種短鏈有機酸,增加最明顯的是乳酸。乳酸的生成可以改變菌斑的pH,增加菌斑液的脫礦能力。著名的Stephan曲線證實進食糖后菌斑中pH的改變。
2)合成代謝:包括細菌利用糖合成細胞內(nèi)和細胞外兩類多糖。細胞內(nèi)多糖的合成是將細胞外的糖轉(zhuǎn)化為胞內(nèi)多糖儲存的過程。在外源性糖源缺乏時,胞內(nèi)多糖可以作為細菌生存和獲取能量的來源。細胞外多糖的合成是細菌通過糖基轉(zhuǎn)移酶的作用合成多聚糖的過程。形成的多聚糖有葡聚糖、果聚糖和雜聚糖,是菌斑基質(zhì)的主要成分。細菌合成多糖的能力靠其內(nèi)在的酶系統(tǒng),與致齲能力密切相關(guān)。
(3)牙齒硬組織的脫礦機制:
牙菌斑內(nèi)糖代謝,細菌利用底物產(chǎn)酸,酸使牙齒脫礦,即牙齒礦物成分的脫礦或溶解,這是齲發(fā)病一系列過程中,最重要最具實際意義的步驟。
從物理化學(xué)機制方面認(rèn)識牙齒的脫礦與再礦化過程,我們可以將牙齒看作簡單的由羥磷灰石[化學(xué)式為Ca10(PO4)6(OH)2]組成的固態(tài)物質(zhì)。作為固體的牙齒,在正常的口腔環(huán)境下是不會發(fā)生溶解或脫礦醫(yī)學(xué)教育網(wǎng)搜集整理的。這一方面是由于組成牙齒的礦物在化學(xué)上是十分穩(wěn)定的,另一方面是由于牙齒周圍的液態(tài)環(huán)境(唾液)含有足夠量的與牙齒礦物有關(guān)的鈣磷成分,對于牙齒礦物是過飽和的。而在齲的情況下,牙菌斑的液體環(huán)境(菌斑液)是相對獨立的,在唾液無法達到的區(qū)域尤其明顯。含致齲細菌的牙菌斑,在糖代謝時可以產(chǎn)生大量有機酸,改變菌斑液中鈣磷的活度(有效離子濃度)的比例,使牙齒處于一種極度不飽和的液態(tài)環(huán)境中。這樣,由于與牙表面接觸的液態(tài)環(huán)境發(fā)生變化,即由正常的對礦物醫(yī)學(xué)教育網(wǎng)搜集過飽和的唾液變成了對礦物不飽和的菌斑液,牙齒礦物溶解開始。
由于口腔菌斑環(huán)境的不斷變化,牙齒早期齲的過程不是一個連續(xù)的脫礦過程,而是一個動態(tài)的脫礦與再礦化交替出現(xiàn)的過程。